지구의 핵을 중심으로 무한 왕복운동을 할 수 있을까요?
지구에 거대한 이쑤시개를 꽂아 중심부를 관통하게 한 뒤 빼내면 지구 반대편으로 가는 큰 구멍이 생기게 될겁니다.
여기서(맨틀, 외핵, 내핵이 무해하다 가정하고) 탐사선에 탑승한 뒤 중심부를 향해 엄청난 가속력으로 내려가면 중심부에서 꼼짝 못하게 될까요, 아니면 추진력이 충분하다면 지구 반대쪽까지 도달한 뒤 다시 원래 있었던 곳으로 떨어지는 왕복운동을 무한히 반복할 수 있을까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
지구 중심부를 향해 엄청난
가속력으로 내려갈 경우 중
력 가속도는 지표면보다 높아집니다.
지표면에서 중력 가속도는
약 9.8m/s^2이지만
지구 중심부에서는 약 10.7m/s^2로 증가합니다.
만약 탐사선이 충분한 추진력을
유지하여 지구 중심부에
도달한다면 다음과 같은 두 가지
상황이 발생할 수 있습니다.
추진력이 중력 가속도를
이겨낼 수 없다면 탐사선은 중심
부에서 멈추게 됩니다.
중심부에는 중력이 모든
방향에서 동일하게
작용하기 때문에 탐사선은 어느 방향으로도
움직이지 않게 됩니다.
추진력이 중력 가속도를
이겨낼 수 있다면 탐사선은 지구 반
대편까지 계속 이동하게 됩니다.
반대편에 도달하면 다시 중력에 의해
중심부로 끌어당겨지게 되고 충분한 속도를
유지한다면 중심부를 지나 다시 원래 있었던
곳으로 떨어지게 됩니다.
이 과정은 추진력이 유지되는
한 무한히 반복될 수 있습니다.
지구 중심부를 관통하는 왕복 운동을
가능하게 하려면 다음과
같은 조건을 충족해야 합니다.
탐사선은 지구 중력 가속도를
이겨낼 수 있는 충분한
추진력을 확보해야 합니다.
탐사선은 지구 중심부의 높은 온도를
견딜 수 있는 열 방
지 기술이 필요합니다.
탐사선은 지구 중심부를 통과하면서
발생하는 마찰을 최소
화해야 합니다.
현재 기술로는 지구 중심부를 관통하는
탐사를 실현하기에는 많은
어려움이 있습니다.
엄청난 추진력 확보 높은 온도 및 마찰에
대한 방지 기술 개발 등이 해결해야 할 과제입니다.
맨틀 외핵 내핵의 영향 실제로는 맨틀
외핵 내핵을 통과해야 하며
각 층의 특성에 따라 탐사에 영향을 미칠 수 있습니다.
지구 환경에 미치는 영향 탐사 과정에서
지구 환경에 미치는 영향에 대한 충분한 검토가
필요합니다.
지구 중심부를 관통하는 탐사는 기술적으로
매우 어렵지만 추진력 열 방지 마찰 방지 기술 등이
발전한다면 미래에는 가능할 수도 있습니다.
탐사선이 중심부에서 멈추는지
반대편까지 도달하여
왕복 운동을 하는지는 추진력과 중력 가속도의 비교에
따라 결정됩니다.
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